CN104787956B - 一种垃圾渗滤液的处理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液的处理方法及其装置，其处理方法依次包括以下步骤：(1)用活性炭粉末对所述垃圾渗滤液进行第一吸附处理，得到第一吸附后液；(2)在水热反应釜中对所述第一吸附后液进行水热处理，冷却后得到水热处理后液；(3)用活性炭纤维对所述水热处理后液进行第二吸附处理，得到第二吸附后液；所述第二吸附后液可直接排放。其处理装置包括依次连接的第一吸附过滤池、水热处理单元、冷却池、第二吸附过滤池。本发明是将物理与化学处理方法相结合，可以经济、高效地除去垃圾渗滤液中的各种有毒有害成分，符合排放标准。

Description

一种垃圾渗滤液的处理方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种垃圾渗滤液的处理方法，属于废水、污水的处理领域。

背景技术

中国城市建设研究院相关数据统计，目前我国垃圾渗滤液的日均产量已达到12万吨，但是更深一步的处理量却不到一半，并且具有一定处理垃圾渗滤液能力且处理要求能达到相关水污染排放浓度限值的标注垃圾填埋场不足20％。垃圾渗滤液污染负荷高，包括多种病原微生物、致癌有机物质以及重金属等，如不经处理直接排放会对自然环境和人类社会造成极大的危害。同时，垃圾渗滤液中由于有机物种类复杂、氨氮和金属含量高、水质变化大等特点，处理难度相当大。为了改善这种状况，提高城镇生活垃圾无害化处理效率，改善居住环境，积极寻求一种处理效率高、经济运行成本低的垃圾渗滤液处理方法成为市场的迫切需求。

目前垃圾渗滤液的处理方法主要包括物理化学法、生物法两大类，但这些处理方法普遍存在一些问题：土地处理法占地面积大、所需时间长、处理效率低，并且土地处理法在国外应用较多，而在国内尚处于起步阶段；采用常规的生物处理技术，受水质波动影响较大，特别是对“中老龄”填埋场的垃圾渗滤液处理能力低；一般物化法和常规高级氧化法虽然可以实现COD和氨氮的高去除率，但采用这些方法处理渗滤液费用太高，不适宜在实际中广泛应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种成本低廉、效果良好、适应性广、简单易操作的垃圾渗滤液处理方法。

本发明提供所述垃圾渗滤液的处理方法，依次包括以下步骤：(1)用活性炭粉末对所述垃圾渗滤液进行第一吸附处理，得到第一吸附后液；(2)在水热反应釜中对所述第一吸附后液进行水热处理，冷却后得到水热处理后液；(3)用活性炭纤维对所述水热处理后液进行第二吸附处理，得到第二吸附后液；所述第二吸附后液可直接排放。

进一步地，所述水热处理的温度为150～250℃，压强为0.5～2.0MPa。

进一步地，所述水热处理的时间为60min～120min。

进一步地，所述垃圾渗滤液的pH值为7.0～8.6，COD_Cr为2929～6360mg/L。

进一步地，所述活性炭粉末的粒径≤60目。

进一步地，所述第一吸附处理或/和第二吸附处理中的搅拌速率均为100～200r/min。

本发明进一步提供一种适合上述垃圾渗滤液处理方法的装置，包括依次连接的第一吸附过滤池、水热处理单元、冷却池、第二吸附过滤池。

本发明提出的处理垃圾渗滤液的方法，结合了物理和化学处理工艺，该工艺受水质影响小、处理效率高、经济性能良好，是一种新兴节能、高效、适用性强的废弃物处理方法。

本发明提出的垃圾渗滤液的处理方法，包括以下步骤：将所述垃圾渗滤液利用活性炭粉末进行第一吸附处理，得到第一吸附后液和吸附饱和的活性炭；将所述第一吸附后液进行水热处理，冷却后得到水热处理后液；利用活性炭纤维对所述水热处理后液进行第二吸附处理，得到第二吸附后液和活性炭纤维滤渣；第二吸附后液可直接排放。上述方法利用一级物理处理+化学处理+二级物理处理方法相结合对垃圾渗滤液进行处理，在一级物理处理过程中，利用活性炭的强吸附能力，对渗滤液中部分COD、色度、重金属等进行去除，在降低化学处理负荷的同时，通过搅拌作用对第一吸附后液进行均质处理；化学处理过程中利用水热条件(高温高压)下水具有强氧化性，能与有机物等物质相溶，且有较广泛融合能力的特点，对有机物进行快速、彻底的氧化分解，使渗滤液处理后基本达标；二级物理吸附中可对化学处理后液进行强化处理，保证出水水质的稳定与达标排放。该组合工艺可以有效脱色除臭、除去重金属离子和氨氮，同时可显著降低COD指标，达到最终处理的目的。

所述第一吸附处理是在搅拌速率100～200r/min条件下进行的。由此可以充分吸附垃圾渗滤液中的有机物和重金属等，有效除色和除去有机物。

所使用活性炭为粉末状，粒径≤60目，添加量为5.0g/50mL渗滤液。在吸附实验前，用去离子水淋洗活性炭至淋洗后液pH≈7(呈中性)。此粒径范围和添加量可保证活性炭粉末具有较高的比表面积和吸附容量，由此进一步提高吸附效率，从而达到更好的除臭效果，同时对氨氮和有机物也有一定的吸附作用。

上述垃圾渗滤液的处理方法还可以进一步包括：将活性炭渣进行再生处理后再利用。由此可以将资源再利用，降低垃圾渗滤液的处理成本。

所述水热处理是在高温高压反应釜中进行的。由此可以重复降解渗滤液中的有机物，进一步提高去除色度和有机物的效果。

上述水热处理方法还可以进一步包括：水热处理温度为150～250℃，压强0.5～2.0MPa，反应时间60～120min。该温度与反应时间范围可保证渗滤液中有机物彻底的被氧化分解。此外，当渗滤液处理负荷较大时，可通过提高水热处理温度和/或延长反应时间以满足排放要求。

所述垃圾渗滤液的第二吸附处理是在搅拌速率100～200r/min条件下进行的。该搅拌速率下可加强活性炭纤维与水热处理后液的接触效果，由此充分吸附垃圾渗滤液中的有机物和重金属等，有效除色和除去有机物。

上述垃圾渗滤液的处理方法所使用活性炭纤维为粉状，粒径≤60目，添加量为2.0g/50mL渗滤液。在吸附实验前，用去离子水淋洗活性炭纤维至淋洗后液pH≈7(呈中性)。此添加量可保证活性炭纤维具有充足的吸附容量以满足对渗滤液的处理要求。

上述垃圾渗滤液的处理方法对产生的活性炭纤维渣进行再生处理后再利用。由此可以将资源再利用，降低垃圾渗滤液的处理成本。

本发明处理的垃圾渗滤液为高COD，高氨氮，含多种重金属离子的褐色恶臭废水，其中各个污染指标远高于普通废水。现有相关的处理方法，例如氨吹脱+厌氧处理+好氧处理的方法和生物处理+深度处理的方法均存在处理成本较高的问题，单纯生物法处理上述高浓度的垃圾渗滤液效果不佳。

本发明提出了一种物理法和化学法相结合的处理方法，具体步骤如下：

S1：第一吸附处理

首先利用粉状活性炭对垃圾渗滤液进行吸附处理，以便得到第一吸附后液和饱和的活性炭粉末。由此活性炭粉末可以吸附部分有机物、重金属离子等，达到除色和去除部分有机物的目的，进而显著降低COD。

根据本发明的具体实施例，采用的活性炭粉末的类型并不受特别限制，例如可以为木质活性炭、矿物质原料活性炭和其他原料的活性炭，由此可以进一步提高吸附效率和吸附量，以便进一步提高垃圾渗滤液的处理效率。根据本发明的具体实施例，利用活性炭粉末进行的第一吸附处理所适用的渗滤液的性质不受特别限制，对早期、中期、晚期渗滤液均有较好的效果。饱和的活性炭粉末可以进行再生处理后用于第二吸附处理。由此可以将活性炭进行再利用，以便进一步降低垃圾渗滤液的处理成本。

S2：水热处理

将第一吸附后液进行水热处理，以便得到水热处理后液。与其他水热处理工艺相比，该水热处理在高温高压反应釜中进行，高压釜为三根U形管并联，使受热更均匀，有利于加快反应速率；该水热反应温度(150℃～250℃)较低，反应几乎没有气体生成，可避免生成NOx等造成的二次污染；较低的反应温度对反应釜成本也相应降低，继而可降低工艺成本。此外，水热处理可以除去第一吸附后液中大部分的氨氮，例如，可以将水热处理后液中的氨氮浓度降到小于25mg/L。水热处理单元包括两个部分：热处理部分和冷却部分。经由冷却处理单元的处理后液进入第二吸附单元，由此可以进一步对垃圾渗滤液进行净化。

S3：第二吸附处理

利用活性炭纤维对水热处理后液进行第二吸附处理，以便得到第二吸附后液；和活性炭纤维渣。由此可以除去水热处理后液中的有机物，同时可以去除COD、降低氨氮含量和重金属离子，得到除臭和脱色的目的，由此进一步对垃圾渗滤液进行净化，使其最终达到无色无味、重金属离子含量和氨氮含量达标的目的。

经水热处理后液呈碱性，因此在第二吸附处理之前还可以包括：向水热处理后液中加入无机酸，以便得到pH≈7的水热处理后液，并将水热处理后液进行第二吸附处理，以便得到第二吸附后液。

用于第二吸附处理的活性炭纤维类型不受特别限制，例如可以为粉状活性炭纤维，由于采用粉状活性炭纤维可显著提高吸附比表面积，并在不加入活性炭纤维时不断搅拌(200r/min)，使活性炭粉末最大程度与废水中目标污染物接触，提高吸附效果。

粉状活性炭纤维吸附与传统的静态吸附方式相比具有更强的扩散传质效果，从而能够起到更好的除臭脱色的作用，同时对氨氮、COD和重金属离子也有一定的吸附作用。根据本发明的一些具体实施例，粉状活性炭纤维对渗滤液中目标污染物的去除率随着吸附时间的延长而得到提高。经过第二吸附处理后的滤液可达到排放标准。

本发明中，整个组合工艺不仅可以有效脱色除臭、除去重金属离子和氨氮，同时可显著降低COD指标，达到最终处理的目的。更重要的是，组合工艺占地面积少、投资较低，且对渗滤液的处理彻底、反应迅速、无二次污染，可有效克服当前渗滤液处理工艺投资高、运行成本高、占地面积大、处理效果不理想等问题。总之，本发明的有益效果是，将物理与化学处理方法相结合，可以经济、高效地除去垃圾渗滤液中的各种有毒有害成分，符合排放标准。

附图说明

图1是根据本发明垃圾渗滤液的处理方法的装置连接图。

图2是根据本发明垃圾渗滤液的处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图详细描述本发明具体实施例的垃圾渗滤液的处理方法。需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不可以任何方式限制本发明。

实施例1

参考图1，该装置包括依次连接的调节池、第一吸附过滤池、水热处理单元、冷却池、第二吸附过滤池。参考图2，取50mL垃圾渗滤液，在搅拌条件下添加5.0g粉状活性炭(粒径50目)，然后置于恒温振荡器中在200r/min条件下振荡2h。取第一吸附后液置于水热反应釜中进行水热实验，反应温度为150℃，停留时间为1.5h。在搅拌条件下向经过水热反应后的渗滤液中加入2.0g粉状活性炭纤维，然后置于恒温振荡器中在200r/min条件下振荡2h。振荡结束后过滤得到净化后液和活性炭纤维渣。处理前的垃圾渗滤液和净化后液的部分污染指标如表1所示：

表1

*《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)

由表1可知，利用上述方法处理得到的净化后液无色无味、pH接近中性，各污染物含量较渗滤液原液均得到显著降低，其中COD_Cr、总氮、氨氮、重金属离子含量达到国家排放标准。

实施例2

参考图1，该装置包括依次连接的调节池、第一吸附过滤池、水热处理单元、冷却池、第二吸附过滤池。参考图2，取50mL垃圾渗滤液，在搅拌条件下添加5.0g粉状活性炭(粒径≤60目),然后置于恒温振荡器中在200r/min条件下振荡6h。取第一吸附后液置于水热反应釜中进行水热实验，反应温度为200℃，停留时间为1.5h。在搅拌条件下向经过水热反应后的渗滤液中加入2.0g粉状活性炭纤维，然后置于恒温振荡器中在200r/min条件下振荡2h。振荡结束后过滤得到净化后液和活性炭纤维渣。处理前的垃圾渗滤液和净化后液的部分污染指标如表2所示：

表2

*《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)

由表2可知，利用上述方法处理得到的净化后液无色无味、pH接近中性，各污染物含量较渗滤液原液均得到显著降低，其中COD_Cr、总磷、总氮、氨氮、重金属离子含量均达到国家排放标准。此外，对比实施例1可知，延长第一吸附时间、提高水热处理温度均有利于降低工艺系统对渗滤液中污染物的去除。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能够理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种垃圾渗滤液的处理方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)用活性炭粉末对所述垃圾渗滤液进行第一吸附处理，得到第一吸附后液；

(2)在水热反应釜中对所述第一吸附后液进行水热处理，冷却后得到水热处理后液；

(3)用活性炭纤维对所述水热处理后液进行第二吸附处理，得到第二吸附后液；所述第二吸附后液可直接排放。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述水热处理的温度为150～250℃，压强为0.5～2.0MPa。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述水热处理的时间为60min～120min。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述垃圾渗滤液的pH值为7.0～8.6，COD_Cr为2929～6360mg/L。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述活性炭粉末的粒径≤60目。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述第一吸附处理或/和第二吸附处理中的搅拌速率均为100～200r/min。

7.一种适用权利要求1～6任一项所述的处理方法的装置，其特征在于，包括依次连接的第一吸附过滤池、水热处理单元、冷却池、第二吸附过滤池。